新生儿髋屈曲?外展矫形器绑带轴向力传递的在体探索性研究：发育性髋关节发育不良婴幼儿中的应用

《Children》：Axial Force Transmission Through Orthosis Straps in a Neonatal Hip Flexion–Abduction Orthosis: An Exploratory In Vivo Study in Infants with Developmental Dysplasia of the Hip

　　

背景：发育性髋关节发育不良（Developmental Dysplasia of the Hip, DDH）是新生儿最常见的先天性骨骼肌疾病。屈曲–外展矫形器广泛用于早期治疗，但其生物力学载荷特征的在体数据仍十分有限。本研究旨在评估Mittelmeier–Graf髋屈曲–外展矫形器（Mittelmeier–Graf hip flexion–abduction orthosis, MGO）中的轴向力传递，并比较健康新生儿与DDH婴幼儿间的载荷模式。方法：在这项探索性观察性研究中，研究人员于出生后1周内对36名新生儿（19名健康，17名单侧DDH）进行检查。研究人员通过在MGO对称及不对称调节配置下使用集成于肩带中的力传感器测量经矫形器传递的轴向力，并采用非参数统计检验进行组间比较。结果：对称配置下健康婴儿平均总轴向力显著高于DDH组（4.02 N vs. 2.51 N；p＝0.019），不对称配置下亦显著更高（3.67 N vs. 1.83 N；p＝0.001）。相对载荷约占健康婴儿体重的11–12%，DDH组约为5–7%。发育不良侧与对侧健侧髋关节之间未见显著个体内差异。矫形器配置（对称vs.不对称）未显著改变载荷分布。结论：本探索性在体研究表明，髋屈曲–外展矫形器内轴向载荷传递较低，且受潜在髋关节病变影响。DDH婴幼儿产生的力低于健康新生儿，可能反映其生物力学改变。由于不同矫形器配置间无显著差异，考虑到临床可用性与依从性，对称调节可在日常实践中作为首选。尚需更大样本量研究验证上述发现。

论文解读：新生儿髋屈曲–外展矫形器绑带轴向力传递的在体探索性研究——发育性髋关节发育不良婴幼儿中的应用

研究背景与立项依据

发育性髋关节发育不良（Developmental Dysplasia of the Hip, DDH）全球新生儿发病率为2–4%，是最常见的先天性骨骼肌畸形，常用Graf超声分型进行筛查诊断。保守治疗采用髋屈曲–外展矫形器（flexion–abduction orthosis）维持治疗性"人位"（人类蹲–外展位，约100–110°屈曲、40–45°外展），疗效已被多项临床研究证实。然而既往研究多关注影像学结局与治疗成功率，关于矫形器与婴幼儿间动态机械相互作用——尤其是经矫形器绑带传递至婴幼儿躯干的轴向力（axial force）——的在体定量数据极为匮乏。已有计算生物力学模型提示矫形器可改变髋关节反作用力与力学环境，但缺乏真实在体实测对照。此外，单侧DDH患儿是否存在患侧与健侧下肢产生不同矫形器内力、对称与不对称的矫形器配置是否影响轴向载荷分布，均尚未明确。为此，研究人员开展本探索性在体研究，直接测量Mittelmeier–Graf髋屈曲–外展矫形器（Mittelmeier–Graf hip flexion–abduction orthosis, MGO）中的轴向力传递，并比较健康新生儿与DDH患儿的差异，为优化矫形器临床应用提供生物力学依据。本文发表于《Children》（MDPI）。

主要技术方法概述

研究人员开展单中心探索性观察性队列研究，连续纳入德国罗斯托克大学医学中心骨科2013–2015年间符合条件的新生儿：健康组为GrafⅠ型髋（n＝19），DDH组为单侧GrafⅡc、D或Ⅲa型且对侧髋正常（n＝17），入组日龄12小时～7天、体重2800–4300 g。MGO经对称与不对称两种配置分别佩戴。研究人员将三支S型力传感器（KD24s，量程±100 N）分别集成于左右前肩带及后肩带，软件零点校准后连续50 Hz采集信号，取静息期10秒滑动均值作分析，总轴向力为三传感器之和并归一化至体重百分比。统计采用Shapiro–Wilk检验判正态性，组间比较用Mann–Whitney U检验，配对比较用Wilcoxon符号秩检验，显著性水准设为p＜0.05，不做多重校正，结果作探索性描述解读。

研究结果

3.1 研究人群（Study Population）

共纳入36例新生儿，健康组平均年龄2.63天、平均体重3495 g；DDH组平均年龄2.55天、平均体重3592 g。每例测量时长2分钟，数据采集完整无缺失。

3.2 组间力量比较——假设1（Intergroup Force Comparison / Hypothesis 1）

对称配置下健康组总轴向力均值4.02±1.84 N，DDH组2.51±1.99 N，差异具统计学意义（p＝0.019，r＝0.40）；不对称配置下健康组3.67±1.69 N，DDH组1.83±1.45 N（p＝0.001）。按体重归一化后，健康组约占体重11.35–11.73%，DDH组占5.20–7.13%。假设1（两组轴向力无差异）被拒绝——DDH患儿矫形器内轴向力显著低于健康新生儿，可能反映发育不良髋的关节稳定性与肌肉力学改变导致力传递减少。

3.3 DDH组内个体内力量分析——假设2与假设3（Intra-Individual Force Analysis in the DDH Cohort / Hypotheses 2 and 3）

对称配置下患侧髋对应轴向力0.82 N、健侧1.05 N（p＝0.554）；不对称配置下两侧亦无统计学差异（p＝0.356）。假设2（患侧与健侧无差异）未被拒绝。对称与不对称配置下DDH组总轴向力差异未达显著性，假设3（配置不影响轴向载荷）亦未被拒绝。不对称调节可使载荷在左右侧间重新分配，但不显著改变总轴向力。

3.4 力的动态特征（Force Dynamics）

静息期对称配置下力低且稳定（约1.4–2.5 N），自发蹬腿活动时可出现短暂峰值达5.18 N，显示矫形器内轴向力具高度动态性。

讨论与结论总结

研究人员指出，DDH患儿较健康婴儿在MGO中产生更低轴向力，可能与发育不良髋关节改变关节力学及神经肌肉激活模式有关，但具体因果机制尚待阐明。患侧与健侧下肢在矫形器内产生近似轴向力，符合新生儿早期主要以对称运动模式活动的特点。虽然不对称配置在生物力学上允许健侧髋更大活动度并可重新分配左右侧载荷，但本研究发现其不改变总轴向力，且临床中不对称外观易引起家长对婴儿脊柱排列的担忧，降低佩戴依从性甚至导致家长自行错误调节支具。鉴于对称与不对称配置生物力学载荷无显著差异，而对称配置可提高家长接受度与依从性，同时MGO经腹带而非肩部承担轴向载荷的设计本身已提供低轴向负荷环境（对比Tübinger夹板均值约15.1 N），因此对称调整为临床优选方案。研究局限性包括样本量小、未行先验效能分析、单次短时测量、力为矫形器绑带间接测得而非关节内反应力和同步肌电/运动捕捉数据缺失，结论应视为假设生成性质，需多中心大样本延长监测并结合多模态生物力学测评进一步验证。

原文结论翻译如下：

本探索性在体研究表明，髋屈曲–外展矫形器内轴向载荷传递较低，且在健康婴儿与DDH婴幼儿之间存在差异。DDH婴幼儿产生的轴向力低于健康新生儿，可能反映其不同的生物力学状态。由于对称与不对称矫形器配置间未观察到显著的轴向力差异，且考虑到家长依从性等临床因素，在日常实践中可优先选用对称调节。尚需更大样本量与扩展测量方案的研究加以确认。